Aptosネットワークの8つの革新的な推進力

Aptosは、遅延が非常に低く、スループットが非常に高いブロックチェーンネットワークとして、開発者がWeb3アプリケーションを構築する際に革命的な変化をもたらしました。本稿では、Aptosネットワークの発展を推進する8つのコアイノベーションを紹介します。

1. Move言語:アプリケーションの構築により適している

AptosはMoveプログラミング言語を採用しており、開発者により良い開発環境を提供し、開発効率を向上させています。Moveは表現力が豊かで使いやすい言語で、安全な資産管理のために設計されています。

AptosはMoveと多くのコアデザイン理念を共有しており、高効率で楽しいMove開発プラットフォームとなっています。MoveはもともとAptosの前身のために設計されており、この関係性により既存のMove開発者はAptos上でシームレスにアプリを構築でき、新しい開発者も既存のドキュメントやサンプルから恩恵を受けることができます。

Aptosは、言語およびフレームワークのレベルで複数の機能を追加することにより、Moveエコシステムを大幅に改善しました。これらの改善には、洗練されたセキュリティアーキテクチャ、詳細に構成可能な燃料計測、コードのアップグレード可能性、大規模テーブル、リソースアカウントなどが含まれます。さらに、Moveバリデーターはスマートコントラクトに追加の不変性を提供し、Aptos内で積極的に拡張されています。

多くのMove言語の初期研究者や開発者は、Aptosエコシステムで活躍し続けており、Move言語とコミュニティを強化しています。4年間の検証を経て、Moveは生産環境で使用できる成熟した開発言語であることが証明されました。

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2. Block-STM:より多くのプログラミングの自由をもたらす

Block-STMは、Aptosのトランザクションメモリおよび楽観的同時実行制御の原則を中心に構築された新しいタイプのスマートコントラクト並列実行エンジンです。この革新的なトランザクションの並列化手法は、開発体験に影響を与えることなく、トランザクション処理速度を向上させることができます。

トランザクションの原子性を破壊するためにデータを読み書きする必要がある並行実行エンジンとは異なり、Block-STMは開発者が自由にコーディングできるようにし、実際のアプリケーションにおいてより高いスループットと低いレイテンシを実現します。開発者は高度に並列化されたアプリケーションを簡単に構築できます。Block-STMは、操作を複数のトランザクションに分割する必要がある他の並行環境よりも豊富な原子性をサポートし、レイテンシを低下させ、コスト効率を向上させることでユーザーエクスペリエンスを強化します。

3. オンチェーンガバナンスと分散化

真の分散型で許可のいらないLayer 1ネットワークをサポートするために、Aptosはオンチェーンガバナンスメカニズムを内蔵しており、ネットワークと仮想マシンの設定をシームレスに変更できるようになっています。Aptosのテストネットとメインネットはこれを反映しています。

メインネットでは、「投票権の増加制限」を緩和することによって、ネットワークの信頼性が向上しました。より攻撃的な閾値を設定することで、ネットワークを迅速に導くことが可能になり、52%以上のトークン保有者がこの提案を支持するために投票しました。ネットワークを保護するために。

Aptosコミュニティは誕生以来、ブロックチェーンの行動に影響を与える提案を作成し、投票することができました。ガバナンス提案には、エポックの持続時間の変更、バリデーターの最小/最大ステークの調整、システムパラメータの変更、コアコードソフトウェアのアップグレードの展開、およびバグ修正や機能強化のためのAptosフレームワークモジュール(と一連のコアMove開発ライブラリ)のアップグレードが含まれます。

4. AptosBFTv4:効率的なコンセンサス

AptosBFTv4は、厳密な正当性証明を持つ最初の生産レベルのブロックチェーンBFTプロトコルです。このプロトコルは楽観的応答メカニズムを採用しており、低遅延と高スループットを提供し、基盤となるネットワーク性能を最大限に活用します。Hotstuffを基に改良され、AptosBFTv4はコミュニケーション補償を犠牲にすることなく、提出遅延を3ステップから2ステップに減少させ、33％の遅延を削減しました。

実施時にセキュリティの厳格性とスケーラビリティが考慮され、不変量が明確に分離され、隔離と効果的な監査が可能になり、フォークしない原則が強制されました。同じソフトウェアスタックは4回のアップグレードを経て、リアルタイムネットワークでテストされ、その開発プロセスの周到さと堅牢性が証明されました。第四回のイテレーションで、AptosBFTv4は最速で生産に使用可能なビザンチン耐障害合意プロトコルとなりました。

個別のノードがダウンしても、Aptosはネットワーク全体の正常な動作を確保できます。これは、過去の可用性とパフォーマンスを未来の指標として利用するオンチェーンの信用システムの維持によるもので、反応が遅く、パフォーマンスが低いバリデーターのマイナスの影響を自動的に最小限に抑えます。

5. ユーザーの信頼を高めるためのセキュリティ対策

Aptosアカウントは、柔軟なキー管理をサポートしており、キーのローテーション、暗号化の敏捷性、ハイブリッドホスティングモデルなどの機能を含んでいます。キーのローテーションは良い使用習慣であり、複数のアカウントを危険にさらす可能性のあるリモート攻撃を防ぐために重要です。他のブロックチェーンでは、すべての資産を新しいアカウントに移行することでしかローテーションできません。Aptosはアカウントとキーをデカップリングする方法を採用しており、異なるタイプの公開鍵と秘密鍵をサポートするために新しいデジタル署名アルゴリズムをシームレスに追加することができます。ハイブリッドホスティングモデルは、高度なリカバリーソリューションとアカウント管理をサポートし、Web2とWeb3の間のギャップを埋めるのに役立ちます。

ウォレットは、ユーザーが署名する前に取引結果を説明する取引の事前実行機能を使用できます。取引を事前に評価することで、フィッシングなどのセキュリティリスクを軽減できます。ユーザーエクスペリエンスをさらに最適化するために、Aptosブロックチェーンは各取引の有効期限を制限し、シリアル番号、期限、チェーンIDの三重保護によって無期限に有効な署名の悪用を防ぎます。

Aptosのコンセンサスプロトコルと認証ストレージは、ライトクライアントプロトコルにシームレスな実用的サポートを実現し、より安全で信頼性の高いユーザーエクスペリエンスを提供します。Aptosネットワークは、誰でもフルノードに接続して認証されたデータに直接アクセスすることを歓迎し、Web3の「信頼しない、検証する」という理念を体現しています。そのために、Aptosは効率的なマルチキャストツリー構造の上に構築されており、参加者に高スループット、低遅延のネットワークを提供してブロックチェーンの状態を伝播します。参加者は創世ブロックからのすべてのトランザクションを処理することができ、ブロックチェーンの履歴をスキップして最新の状態のみを同期することもできます。ライトクライアントは特定のアカウントやデータ値などの部分的なブロックチェーンの状態を同期し、BFTタイムスタンプを使用して検証されたアカウント残高を取得するなど、検証された状態読み取りを有効にします。

6. 未来を見据えたモジュラーアーキテクチャ

Aptosは、アップグレード可能な歴史的伝統を持ち、システムの各部分が最初からモジュール性と柔軟性を設計原則としている。これにより、Aptosアーキテクチャは頻繁なアップグレードをサポートできるようになり、ブロックチェーンは最新の技術革新を迅速に採用し、新興のユースケースに技術的サポートを提供できる。

Aptosのモジュール化アーキテクチャ設計はクライアントの柔軟性をもたらし、ゼロダウンタイムの頻繁なアップグレードに最適化されています。これらの特性は以前のメインネットのイテレーション、テストネット、そして複数回の内部ストレステストで十分に示されました。Aptosブロックチェーンには、迅速に新しい技術革新を展開し、新しいWeb3アプリケーションシナリオをサポートするためのオンチェーン変更管理プロトコルが組み込まれています。

7. 提案に基づく報酬メカニズム

Aptosインセンティブテストネット3では、投票に基づく報酬システムが採用されています。このモデルでは、3分の2の投票が提案者ノードに到達すると、BFTコンセンサスが達成されます。これは、3分の1の遅延投票が含まれておらず、関連するバリデーターも報酬を受け取らないことを意味します。

これにより、遅延の競争が引き起こされる可能性があり、主ノードクラスターに近い検証者はしばしばより多くの報酬を得ます。この場合、ノードオペレーターは遅延を改善し、ステーキング報酬を増やすためにノードを主クラスターに近い位置に移動させます。これは分散化と地理的分布にとって不利であり、ノードの集中を助長します。より大きな程度の分散化を促進するために、Aptosは提案のパフォーマンスに基づく報酬をステーキング報酬システムとして実施しています。

提案に基づくシステムは投票よりも高いタイムアウト時間を持ち、地域間の遅延に対してあまり敏感ではありません。これにより、遠隔地のノードの報酬率が向上し、地理的位置の影響が抑制されます。例えば、バリデーターが最大ノードクラスターの物理的な位置にいなくても、顕著に少ない報酬を得ることはありません。報酬モデルは依然として投票行動を考慮しており、良好な投票パフォーマンスが提案者の選挙確率に影響を与えます。

8. 高性能スパースマークルツリー

Aptosは水母メルクルツリー(JMT)を使用して設計されており、バージョンベースの単調増加キー方式を利用して、LSMツリーに基づく基盤ストレージエンジン(（例：RocksDB)）の書き込み性能を最適化しています。JMTはCPU、I/O、およびストレージの占有の間で実用的な最適バランスを達成し、満足のいくパフォーマンスを確保しながら、管理可能なディスク状態データ規模を維持しています。

JMTがAptosの状態の永続化フォーマットとして使用されるだけでなく、メモリ内でロックフリーのスパースメルクルツリーの別の実装もあります。この実装はキャッシュと並行処理のために設計されており、高性能なグローバル状態更新を実現するためにBlock-STMと組み合わせて使用されます。

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